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; }& j4 H. _/ X) `5 @7 g* W污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸% [. `: ?$ g! A' D
& d3 ^* T: k. N9 B9 Z/ m& T6 i腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。% L2 t1 V$ z# C8 J
; E4 n' T X# J4 I. ^, t j1、腐殇酸的分类. m0 I( D' R3 g
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腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。
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- ~/ F, z/ G. Z2 N
5 Z# X5 c% W8 H: l( T, P3 ^
4 M P9 N# _3 V% l, o7 J V富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;
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& f$ q4 A* [/ L) j9 n0 A胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。9 \, n0 U: u1 N6 z9 T. }# c# H
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2、腐殖酸在地球化学中的重要性2 v% H0 |5 y& k$ s3 s; L, n* h) m
* H8 h$ ?& ~, {- I( Y. p: j+ W
>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。
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6 E- T3 Z9 a4 d1 {, J>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。
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& ~! l1 g# y. N" E7 N# @. X* U4 @- b$ x7 S" o: i, p" j
注:
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) _/ `& X* y* R- R i东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;, G4 m) G5 m3 r b7 d- s
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;
7 H- O& X0 f, |6 @! b& v! Y% f稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。1 G$ F' {2 h" N
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这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。
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: ]( I" y! R+ d+ p$ s9 h3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。
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( {! l6 k6 ^+ l>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。! V. E; M3 ?' [! e/ X Y1 z" [, g
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>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.
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! M' D, l9 }# H) _9 P9 K- ^>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用.% x. ^- n$ b" S
' q8 U% H2 c! _% Y- {>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。
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# Q9 q2 D3 D" s" g* u+ q>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.
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>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。
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# g4 R/ m3 h( j9 T$ b" }污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素3 t9 z9 u" L0 X
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元素分析显示:; ?: ^3 k) k) l- _! S0 R& D
1 s. m L' F9 I6 y; a>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;$ K% Q. A+ e4 L5 V% `
! V, r! {9 m! u2 V6 u) V- _ c>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;8 K2 U+ f; \9 L( H3 f/ G8 R9 P
8 N* i- e2 c* \6 U>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%)* ~- s4 N9 \& F S1 T% y
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6 c6 R8 e n" w$ Y& I& G6 D7 Q2 C% ^$ x6 N9 C/ w2 n
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物8 N. v& Z- Z+ ?8 s7 |6 M) C
, X+ u0 M& R3 z# {- f* V3 x) f$ |4 N
( g {- Z t8 C* {
小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻
& r3 n8 G; U; V2 B实验组(左):施用生物炭土的小麦地+ \: q' t. h) w& {
对照组(右):施用复合肥的小麦地
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' e) F1 g. G, x; l8 o0 `5 m4 v# j& w' V
$ `9 |# d/ m: N# \- G7 R污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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0 k9 x$ `) u: [! b9 g实验组优势真菌:未分类的真菌
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对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)* z; q9 m; z- A* W% k
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; W9 }1 U, ^ S: i* F& Y6 Z8 R% o8 b: t% _% ]
不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;
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稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。
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在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。
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1 z3 n3 j0 Y; o1 g( d" y! M0 j: F: N; f0 k" i9 a- V+ o
1、充分认识污泥处理产物的双重属性. o; E/ I0 n' v+ b
# H, W0 a6 {5 R% {; c产物的资源化利用是终极目标
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/ _* L: V, B( z! C3 i" A资源化利用的前提是稳定化处理/ k6 R$ d; C' ?9 G8 g# s
& v9 m, Y, B& M) J3 e2 b用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线
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4 t' @9 y2 n9 c) C8 Y9 K9 W- r污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。
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, k! _ ~$ p2 E( r: r7 ~2、正确理解重金属的限值
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我国的泥质标准存在如下问题:
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5 i* e S- l5 H G4 ~一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样4 f+ ]% _7 | ]# }
. Y4 q9 A" n0 }: {一一超标就没有办法了?1 a! q' S) i& C& ~3 S
* F) }+ l1 @) m' i一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。
, C5 V% o0 ]9 z! ~8 l+ @2 S7 H) n% `. l" B
一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?' @( f& o& I1 v; Y7 h
; h+ p* g4 n/ l+ ]' i6 `, G' z i一一用重金属总命值不合理。 W# z' E7 b9 E
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一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。
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3、创新污泥处理产物土地利用的方式7 Q8 ]* |5 b2 ?0 U- W
# h' S+ F" k- V+ L1 I4 }& `>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。
: ]7 S, Y0 @8 n7 n# f0 g" t$ v6 s$ S3 m+ F3 s
>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“
1 \6 _7 k5 P7 ]1 D' F8 @2 `“治理污染,重在循环,赢在循环“/ z0 T) ]2 N+ @' T; E9 K7 v
' r* [$ p. Q+ D/ `. s% k/ L' Y w>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;! d7 c; O3 x% [% E0 r8 ~! S
- c1 x; u2 {& z, Y4 A8 D! N1 q7 t0 i8 F>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;: { E* B7 c8 H- }8 e, g; A
" [) {! w5 i$ Y5 A
>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。; v9 @+ o3 F% s) ^% @- h
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